РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ Российский патент 1994 года по МПК B61L23/16 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, в частности к контролю за движением поездов.

Известна рельсовая цепь постоянного тока, содержащая источник питания, ограничитель, рельсовую линию и путевой приемник. Недостаток известного устройства - отсутствие контроля за местонахождением подвижного состава в пределах рельсовой линии и существенное влияние сопротивления изоляции на режим работы рельсовой цепи.

Наиболее близким по технической сущности является выбранная в качестве прототипа рельсовая цепь, содержащая фильтры по концам рельсовой линии, выходы которых через выпрямители подключены к аналого-цифровым преобразователям, генератор сигнальной частоты, резистор, тактовый генератор.

Недостаток известного устройства - отсутствие контроля за свободностью путевого участка.

Цель изобретения - повышение надежности за счет контроля свободности путевого участка.

Указанная цель достигается тем, что рельсовая цепь, содержащая генератор сигнальной частоты, подключенные к рельсам рельсовой линии на одном и другом ее конце соответствующие фильтры, к которым подключены выпрямители, с которыми соединены аналого-цифровые преобразователи, тактовый генератор, регистр, инвертор, снабжена дополнительно блоками памяти, триггером, дополнительным фильтром, через который генератор сигнальной частоты соединен с одним рельсом на одном конце рельсовой линии и с другим рельсом на другом ее конце. Выходы одного из аналого-цифровых преобразователей подключены к одним адресным входам одного из блоков памяти, другие адресные входы которого и входы данных регистра соединены с выходами второго аналого-цифрового преобразователя. Выход тактового генератора подключен к одному из входов одного из элементов И, другой вход которого подключен к соединенному с одним из входов второго элемента И и с входом инвертора выходом первого блока памяти, а выход - к входу синхронизации регистра, выход которого подключен к одним адресным входам второго и третьего блоков памяти, вторые адресные входы которых соединены с выходами второго аналого-цифрового преобразователя. Вход синхронизации второго блока памяти подключен к выходу триггера, один из входов которого соединен с выходом инвертора, а второй соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего блока памяти.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов : АЦП, ППЗУ, регистром памяти, тактовым генератором и их связями с остальными элементами.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "Новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что ППЗУ, АЦП, регистр памяти, триггер и тактовый генератор широко известны.

Однако их введение в указанной связи с остальными элементами в заявляемую рельсовую цепь позволяет получить новые свойства, что приводит к повышению точности определения координаты точности, а это позволяет отслеживать скорость подвижного состава. На основании выше указанного можно сделать вывод о соответствии технического решения критерию "Существенные отличия".

На чертеже представлена схема заявляемой рельсовой цепи.

Рельсовая цепь содержит рельсовую линию 1 с шунтом 2, генератор сигнальной частоты 3, фильтры 4, 6, 17, ограничитель тока 5, выпрямители 7 и 18, АЦП 8 и 19, блоки памяти 9 и 16, 20, тактовый генератор 12, логические элементы И 13, 15, инвертор 10, регистр 14, триггер 11.

В статическом состоянии (при отсутствии шунта) генератор 3 через фильтр 4 и ограничитель 5 соединен с рельсами, расположенными по разным концам рельсовой линии. К каждому из концов подсоединены АЦП 8 и 19 соответственно через выпрямители 7 и 18 и фильтры 6 и 17. Выход АЦП 8 соединен с входом А1 блока 9, а выход АЦП 19 с входами А2 блока 9, выход регистра 14 соединен с входами блока 16 и А1 блока 9. Выход блока 9 соединен с первыми входами элементов 13 и 15 и входом инвертора 10, выход которого соединен с входом S триггера 11, выход которого соединен с входом CS блока 20, а вход R - c выходом элемента 15, второй вход которого соединен с выходом блока 16, входы А2 которого соединены с одноименными входами блока 20 и выходами регистра 14, вход С которого соединен с выходом элемента 13, второй вход которого соединен с выходом генератора 12.

Устройство работает в двух режимах. В первом режиме контролируется свободность рельсовой линии и происходит периодическая подстройка (по импульсам с генератора 12) содержимого регистра 14 к величине сопротивления изоляции рельсовой линии.

Во втором режиме контролируется продвижение состава по рельсовой линии. В этом случае сопротивление изоляции (1 - 2 мин) считается неизменным. Информация о свободности рельсовой линии выдается на выходе К. Повышенный потенциал этого выхода соответствует отсутствию подвижного состава. Информация о координате головы состава (направление движения на чертеже сверху вниз) Х_ш выдается на шине Х_ш. Эта информация в устройствах ИРДП может быть учтена только при контроле занятия рельсовой цепи, т.е. при пониженном потенциале на выходе К. Принцип построения схемы и ее составные элементы не позволяют обеспечить безопасность движения поездов. Поэтому схема должна быть задублирована и проверено соответствие работы обоих комплектов.

Генератор 3 через фильтр 4 и ограничитель тока 5 обеспечивает питание рельсовой цепи. При свободном участке и симметричной рельсовой линии напряжения по концам путевого участка равны (примерно равны). Посредством фильтров 6 и 7, выпрямителей 7 и 18 на выходах первого 8 и второго 19 АЦП в двоичном коде появляется информация о напряжении по концам рельсовой линии. В случае примерного равенства напряжений на выходе блока 9 появляется повышенный потенциал. Блок 9 выполняет функцию компаратора, но с той лишь разницей, что контролируется не только полное соответствие напряжений, но и примерное их равенство. Занятие рельсовой линии поездом обязательно приведет к перекосу напряжений. За счет адресных шин А1 и А2 блока 9 выбирается ячейка памяти, за счет которой на выходе блока потенциал понижен (так прошито ППЗУ). Посредством инвертора 10 происходит установка (в единичное состояние) триггера 11. На выходе К понижается потенциал и включается в работу блок 20. В момент понижения потенциала на выходе блока 9 (занятие участка) перестает быть прозрачным логический элемент 13 для импульсов с генератора 12. Регистр 14 сохраняет то значение напряжения второго АЦП 19, которое было к моменту занятия участка. Занятие участка фиксируется при подходе поезда к концу рельсовой цепи тогда, когда этот подход вызывает заданную асимметрию, например, 2 единицы в градациях АЦП. Выходы регистра соединены с входами А2 блока 20 и характеризуют состояние балласта к моменту занятия участка. Эта же информация поступает на один из входов блока 16. На второй вход блока 20 поступает информация о текущем значении напряжения выходного (нижнего на чертеже) конца рельсовой цепи, которая при фиксированном значении сопротивления балласта (хранится в регистре 14) однозначно характеризует расстояние Х_ш. В соответствии с этим запрограммирован блок 20. На входы А1 блока 16 так же подается информация о значении напряжения на нижнем конце рельсовой линии. После ухода поезда с рельсовой цепи произойдет соответствие (примерное равенство) между тем напряжением, которое было на нижнем конце рельсовой линии до вступления поезда, с тем, которое появится там же после ухода поезда. При этом на выходе блока 16 повышается потенциал. Если же при этом и на выходе ППЗУ 9 (при примерном равенстве напряжений по концам рельсовой цепи) так же произойдет повышение потенциала, то за счет логического элемента 15 произойдет сброс (установка в нулевое состояние) триггера 11, т.е. фиксация освобождения путевого участка. Следует отметить, что при занятии выходного конца рельсовой цепи средней или хвостовой частью поезда, отслеживание головы состава осуществляется смежной рельсовой цепью.

Аналитическое исследование заявляемой рельсовой цепи показало, что по сравнению с прототипом заявляемое устройство обеспечивает при более надежной работе достоверный контроль свободности путевого участка, а при занятом его состоянии - контроль расстояния от головы поезда до одного из концов путевого участка (места подключения приборов).

Использование: при контроле за движением поездов. Сущность изобретения: устройство содержит генератор сигнальной частоты, три фильтра, ограничитель тока, два выпрямителя, два аналого-цифровых преобразователя, три блока памяти, тактовый генератор, два элемента И, инвертор, регистр, триггер. 1 ил.

РЕЛЬСОВАЯ ЦЕПЬ, содержащая генератор сигнальной частоты, подключенные к рельсам рельсовой линии на одном и другом ее конце соответствующие фильтры, к которым подключены выпрямители, с которыми соединены аналого-цифровые преобразователи, тактовый генератор, регистр, инвертор, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена блоками памяти, триггером, дополнительным фильтром, через который генератор сигнальной частоты соединен с одним рельсом на одном конце рельсовой линии и с другим рельсом на другом ее конце, а выходы первого аналого-цифрового преобразователя подключены к одним адресным входам первого блока памяти, другие адресные входы которого и входы данных регистра соединены с выходами второго аналого-цифрового преобразователя, причем выход тактового генератора подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подключен к соединенному с первым входом второго элемента И и входом инвертора выходом первого блока памяти, а выход подключен к входу синхронизации регистра, выход которого подключен к первым адресным входам второго и третьего блоков памяти, вторые адресные входы которых соединены с упомянутыми выходами второго аналого-цифрового преобразователя, а вход синхронизации второго блока памяти подключен к выходу триггера, первый вход которого соединен с выходом инвертора, а второй соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего блока памяти.